5.1曲线运动 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课题 5.1曲线运动 课型 新授课 课时 1课时 教学目标 1. 物理观念： 学生迁移直线运动，了解曲线运动，拓展对机械运动的认识，进一步发展运动和相互作用的观念。运用牛顿第二定律进行科学推理，得出物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与运动方向不在同一条直线上，加深对力与运动的关系的认识。 2. 科学思维： 学生体验建立曲线运动的物理模型，运用类比推理方法，进行曲线运动的描述，发展运用所学知识研究新问题的能力，并运用所学知识分析、解决实际问题. 3. 科学探究： 学生观察生活中的曲线运动和实验现象，经历基于观察提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释这一科学探究过程，深化对速度的矢量性的认识，科学推理曲线运动是变速运动。 4. 科学态度与责任： 以实验和理论推导相结合，体会科学探究严谨认真、实事求是的精神。体会当所取变量范围足够小时，变和不变的统一性、曲和直的统一性，渗透辩证唯物主义世界观。 学习重点 1、物体做曲线运动的速度方向的确定； 2、物体做曲线运动的条件； 学习难点 1、 理解曲线运动是变速运动； 2、 用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件，能用曲线运动相关知识解决实际问题。 学情分析 因为对自然界的直线运动和曲线运动的轨迹的感性认识很丰富，学生在曲线运动的概念学习上不存在困难，在曲线运动的速度方向的学习中，丰富的实验和实例也会给学生带来深刻的体验和领会，在理论上用极限法的思想从割线到切线的推理更进一步加深学生的理解，这个重点内容学生比较容易接受。 在必修一的学习中学生已经知道，当物体所受合力为零时，做匀速直线运动时，速度大小方向不变，当物体所受合力方向也即是加速度方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动，当物体所受合力方向也即是加速度方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动，也就是说当物体所受的合力为零或者合力的方向与速度的方向在同一条直线上时，物体做直线运动，那么物体做曲线运动的受力有什么条件呢？在复习旧知识的基础上指引学生猜想受合力与速度不在同一直线上的的情形，在实验探究验证的过程中结合牛顿第二定律的理论分析，学生也能够理解当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动这一条件。 核心知识 1、物体做曲线运动的速度方向的确定； 2、物体做曲线运动的条件； 教学内容及教师活动设计 （含情景设计、问题设计、学生活动设计等内容） 教师个人复备 5.1曲线运动 一，问题引入 『想一想』奥运会链球比赛时，运动员将链球扔出去时： ①丢出的链球在空中做什么运动？ ②链球在空中运动的速度在不同时刻有什么特点？曲线运动一定是变速运动吗？ ③扔链球时松手的时刻不同，链球飞出去的方向相同吗?这说明了什么? 2， 曲线运动的速度方向 1.观察思考 钢球离开轨道时的速度方向与轨道(曲线)有什么关系? 2. 理论推导（平均速度的定义，极限思想） 结论：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。 3. 曲线运动的性质 ①运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。 ②动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。 总结：曲线运动的速度方向时刻在变化，速度是矢量，所以曲线运动的速度时刻在变化，曲线运动一定是变速运动，一定具有加速度；曲线运动受到的合外力一定不等于零。 4.曲线运动的分类： ①加速度恒定时（a的大小和方向都不变），为匀变速曲线运动，比如平抛运动。 ②加速度变化时（a的大小或方向变化），为非匀变速曲线运动，比如天体运动、匀速圆周运动。 3． 曲线运动的条件 1.观察思考 如图所示，桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动；人造卫星绕地球运行，在地球引力作用下做曲线运动。 请思考：小球做曲线运动时，受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有什么关系？ 2. 结论 （1） ①动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上。②运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上。 （2） 无力不拐弯，拐弯必有力 曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的内侧。(如图所示，水平抛出的物体的受力方向和速度方向) （3）物体的受力与运动性质 4． 课堂练习 1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ） A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化 B